机械部件并不是单一的个体,大都是由许多零件组合而成,各零件之间相互接触,构成了结合面。由于零件的表面粗糙度不同,零件之间的间隙对零件整体性能以及使用有很大程度的影响。接触表面分布着大量的微凸体,微凸体接触特性参数是结合面动态特性参数的重要影响因素。结合面接触刚度是机械零件可靠性的重要来源,结合面接触阻尼以及整个系统的摩擦系数主要影响配合部件的密封性以及散热性能。基于接触力学以及赫兹接触理论,本文着重对以下几个方面展开相关研究:首先,二维分形表面的接触参数研究表明,分形维数对法向接触载荷与法向接触刚度之间的关系有着重要的影响,结合面分形维数小于1.5时,两者之间呈现幂函数增长的趋势,结合面分形维数大于1.5时,两者之间表现为线性增长关系。三维分形表面则是以2.5作为分界,结合面分形维数小于2.5时,两者之间呈现幂函数增长的趋势,结合面分形维数大于2.5时,两者之间表现为线性增长关系。其次,使用较高准确性的有限元建模分析方法,分别对单个微凸体以及整个结合面进行了建模分析,通过机器学习的训练方式对采集的数据进行处理,研究发现,结合面接触参数的有限元分析数据与理论结果有98%的数据相似性。通过相关试验台采集系统载荷与相对加速度的相关数据信息,将采集的加速度信号由控制系统转化为位移信号,通过数据训练与机器学习,试验数据与理论数据相比,误差也在合理范围之内。最后,机加工过程难免会有振动发生,零件质量会受到很大程度的影响。基于这种情况,考虑微凸体的微小变形量对整个机械结合面法向接触刚度的影响,建立了不同变形阶段,结合面法向接触载荷与法向接触刚度的无量纲分形模型,研究表明,法向接触载荷保持一定的情况下,法向接触刚度会随着变形量的增加明显增大,且分形维数越大,刚度的增大趋势也随之增长。